英飞凌 CLASS D 芯片 MA53X2 系列:用于音频功放与激光振镜

作者
Hans Huang
文章來源
Cytech Engineer

英飞凌 CLASS D 芯片 MA53X2 系列:用于音频功放与激光振镜

本文主要介绍英飞凌 Class D 音频功放芯片 MA53X2 系列的重要特征、核心优势及其应用场景。

一、MA53X2 系列产品的重要特征

随着单件产品音频通道数量的日益增加,紧凑型应用中的常规 D 类放大器面临着诸多挑战:低功率效率,过度产热 (即使是在中等音量下),并且需要笨重、昂贵的滤波器。英飞凌多级放大技术全球首创,在改善功耗的同时降低电磁干扰和带外噪音。通过消除或尽量减少滤波器的使用,还可以降低制造成本,有助于节省设计空间。

MA53X2 等系列是英飞凌推出的多芯片集成 (MCM) Class D 功放芯片,如下图 (图1) 为英飞凌 5302MS 芯片外观:

图1 MA53X2系列芯片
图1 MA53X2 系列芯片

MA53X2 系列芯片主要具备以下特征:

  1. 高集成度:集成高压栅极驱动器和 4 个低 RDS (ON) MOSFET (两个半桥),它提供比单芯片相同或更高的输出功率,无需散热器,尺寸减少 50%。芯片大小 7x7mm PG- IQFN-42 封装。
  2. 该 MCM 解决方案还集成了 2 通道 PWM 控制器:能处理来自两个通道的数字与模拟信号。
  3. 与相同功率水平的单片方法相比,可实现高达 95% 的效率,无散热器即可实现大功率输出。
  4. 使能大功率 SE (单端输出) 1X400W。
  5. 基于低压 BTL 的方法减少母线电容和输出滤波器的设计,简化了 D 类设计,消除了外部保护电路的需要。
  6. 多种工作模式:输出多种工作模式选择:xSE、BTL、PSE (parallel single-ended),适合音频功放以及激光振镜的马达。
  7. 安全机制:内置各种保护机制技术,OCP、OTP、和 UVP,带自复位功能。

图2 MA53X2 Block Diagram
图2 MA53X2 Block Diagram

二、核心优势:为何选择 MA53X2?

  1. 输出负载特性一致:无论是 CLASS D 音频功放喇叭,还是激光振镜的电机,他们都是线圈,电感式负载。
  2. 输入的信号方面:Class D 输入是模拟的音频的信号,激光振镜输入的时 PWM 信号。
  3. 输出电路架构方面:如 2XSE、BTL 等等适合 CLASS D 以及激光振镜,可以驱动一个或者 2 个电机 / 喇叭。
  4. 开发友好型:全系列 (MA5302 / MA5332 / MA5342) PIN 脚兼容,支持项目平滑升级。

图3 MA53 系列输出功率以及对应负载阻抗
图3 MA53 系列输出功率以及对应负载阻抗

三、典型应用场景

MA53X2 系列广泛应用于以下领域:

  • 激光振镜
  • AV 接收器
  • 家庭影院
  • 多房间的放大器
  • 海洋放大器
  • 有源扬声器
  • 工作室监控
  • 通用音频功率放大器

图4 激光振镜
图4 激光振镜
图5 音频功放市场
图5 音频功放市场

四、英飞凌提供评估板

为方便于客户前期评估与开发,英飞凌提供完整的 DEMO 评估板,帮助用户快速验证系统设计与性能。下图 (图6) 为 MA53X2 评估板实物图:

图6 MA53X2 评估板
图6 MA53X2 评估板

五、MA53X2系列产品对比

下表 (表1) 为英飞凌 MA53X2 系列产品对比:

型号 内置 MOS 阻抗 电压 输出负载阻抗及输出功率
MA5302 16mR 80V *220 W/ 2 Ω / 440 W in 4 Ω 
*195 W/ 3 Ω / 390 W in 6 Ω 
*150 W/ 4 Ω / 300 W in 8 Ω
MA5332 25mR 100V 150 W in 2 Ω / 300 W in 4 Ω 
200 W in 4 Ω / 400 W in 8 Ω 
160 W in 6 Ω
MA5342 50mR 150V *200W at 8Ω / 400 W at 16Ω 
*190W at 6Ω / 380 W at 12Ω 
*190W at 4Ω / 380 W at 8Ω

表1 英飞凌 MA53X2 系列产品对比

六、总结

英飞凌 MA53X2 系列产品包含了完全集成单芯片音频解决方案,以及采用了高扩展度放大器驱动 IC 的分立式音频解决方案,并与功率 MOSFET 相结合。MERUS™ 作为英飞凌 D 类音频应用的专用产品系列,输出功率范围为每通道 20W 至 2kW,可满足各类设计要求。

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